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可再生能源存儲(chǔ)重大突破！新型“冬眠電池”僅在受熱時(shí)釋放能量
時(shí)間:2022-04-08 11:43來源:財(cái)聯(lián)社 作者:黃君芝
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為了釋放可再生能源的全部潛力，科學(xué)家們正不斷探索先進(jìn)的電池技術(shù)，努力解決太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電的間歇性問題。太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)提出了一種新的設(shè)計(jì)，符合這一領(lǐng)域的幾個(gè)重要條件，展示了一種“冬眠”電池，它可以一次保存能量數(shù)月。
這項(xiàng)研究的核心是一種被稱為熔鹽電池的儲(chǔ)能技術(shù)。這種電池已經(jīng)以各種形式存在了50多年，并且由于其成本低和使用常見的材料，被認(rèn)為是電網(wǎng)規(guī)模的可再生能源存儲(chǔ)解決方案。
據(jù)悉，這些設(shè)備使用熔鹽作為電解質(zhì)，它是在電池的兩個(gè)電極（陰極和陽(yáng)極）之間攜帶電荷的溶液。將電解質(zhì)保持在高溫下，鹽就會(huì)處于熔融狀態(tài)，并看到它像液體一樣流動(dòng)，但在室溫下它會(huì)變成固體。PNNL團(tuán)隊(duì)已經(jīng)利用這些屬性生產(chǎn)出了被稱為基于溫度的冬眠電池。
據(jù)了解，該裝置由鋁陽(yáng)極和鎳陰極組成，它們被浸泡在摻有硫的熔鹽電解質(zhì)中，以增加額外的容量。電池通過加熱到180°C來充電，離子通過液體電解質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)能。將電池冷卻到室溫，會(huì)使電解液凝固，離子凍結(jié)，鎖定能量，直到電池再次加熱，使能量再次流動(dòng)。
正因如此，科學(xué)家們還稱該設(shè)備為“凍融電池”，盡管原型機(jī)只有冰球大小，但他們對(duì)擴(kuò)大其規(guī)模的潛力持樂觀態(tài)度。它的理論密度是每公斤260Wh，高于今天的鉛酸電池和液流電池，其能量?jī)?chǔ)存的材料成本約為每千瓦時(shí)23美元，該團(tuán)隊(duì)希望通過在設(shè)計(jì)中加入鐵元素，將材料成本降低到每千瓦時(shí)6美元左右。在測(cè)試中，該電池在12周內(nèi)保持了92%的容量。
這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了《電池報(bào)告物理科學(xué)》（Cell Reports Physical Science）雜志上。研究人員說："這很像春天在你的花園里種植食物，把多余的食物放在冰箱的一個(gè)容器里，然后在冬天把它解凍出來當(dāng)晚餐。"
最終，科學(xué)家們希望這項(xiàng)技術(shù)能夠提供一種季節(jié)性的能量?jī)?chǔ)存形式，在一年中的某個(gè)時(shí)間收集能量用于另一個(gè)時(shí)間。而且由于電池可以在保持大部分儲(chǔ)存能量的情況下閑置，它一年只需要充電和放電幾次。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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